KR20180036827A - 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물을 이용한 건물의 내외부 표면의 코팅 공법 - Google Patents

무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물을 이용한 건물의 내외부 표면의 코팅 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건물의 내외부 표면(바닥, 벽 등의 표면)의 코팅 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 접착성, 내수성, 내마모성 및 내화학성이 우수하면서 수작업성이 뛰어난, 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물을 이용한 건물의 내외부 표면의 코팅 공법에 관한 것이다.
본 발명의 코팅 공법은, (a) 코팅 대상 표면을 정리하는 단계, (b) 코팅 대상 표면 상에 제1 코팅 조성물을 도포하는 단계, 및 (c) 상기 제1 코팅 조성물을 경화시키는 단계를 포함하며, 상기 제1 코팅 조성물이 주제부(A), 경화제부(B) 및 첨가제(C)로 구성되거나 또는 주제부(A), 경화제부(B), 첨가제(C) 및 유기용매(D)로 구성되는 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물이다.

Description

무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물을 이용한 건물의 내외부 표면의 코팅 공법{METHOD OF COATING A SURFACE OF A BUILDING INTERIOR OR EXTERIOR USING A COATING COMPOSITION CONTAINING NON-YELLOWING POLYASPARTIC UREA}
본 발명은 건물의 내외부 표면(바닥, 벽 등의 표면)의 코팅 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 접착성, 내수성, 내마모성 및 내화학성이 우수하면서 수작업성이 뛰어난, 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물을 이용한 건물의 내외부 표면의 코팅 공법에 관한 것이다.
건물의 바닥, 벽 등과 같은 내외부 표면은 콘크리트, 목재, 벽돌, 철골, 대리석, 테라조(terrazzo), 세라믹, 금속판, 합성수지 등과 같은 다양한 기재를 사용한다. 물리적 마모, 긁힘, 얼룩짐 및 화학적 손상 등으로부터 이들 기재를 보호하기 위해 종종 각종 코팅이 입혀지게 된다. 이러한 코팅은 각종 세정제와 세정 도구를 사용하여 유지된다. 따라서, 건물의 내외부 표면의 코팅은 각종 오염원에 대한 내구성이 강하면서 세정제와 세정 도구에 의해 오염원이 쉽게 제거될 수 있어야 한다.
건물의 내외부 표면의 코팅제로는 에폭시 수지가 종종 사용된다.
대한민국 특허 제632089호는 수성 에폭시 시스템을 이용한 바닥 코팅 조성물을 개시하고 있으나, 시공된 코팅이 물기에 장시간 노출될 경우 접착성이 떨어지는 문제가 있고, 겨울철에는 수성 제품이기 때문에 영하의 온도에서 시공이 되지 않으며, 경화시간이 길어지게 되는 문제가 있다.
수성 에폭시 시스템의 단점을 극복하기 위해서 무용제형 에폭시 시스템이 사용되기도 하지만, 햇빛 등의 장시간 노출에 의한 황변 현상을 방지하기 위해 지방족 아민계 경화제를 사용함에도 불구하고, 에폭시 구조는 근본적으로 방향족 구조를 갖는 비스페놀을 배제할 수 없어, 장기적인 관점에서 황변의 문제를 갖고 있다. 또한, 겨울철 추운 날씨에 초기 경화 속도가 느려 내수백화성이 떨어지고, 완전 경화 역시 지연되므로, 계절에 따른 제약이 있다.
한편, 에폭시 수지의 황변 현상을 개선하기 위해 폴리우레아를 코팅제로서 사용하는데, 일반적인 폴리우레아 시스템에 대해 경화제로서 일반적인 지방족 아민, 변성 지방족 아민 또는 방향족 아민 화합물을 사용하게 되고, 이러한 아민 화합물은 주제부의 이소시아네이트와 수 초 안에 경화되는 빠른 반응성으로 현장 작업시 스프레이 기기를 사용하여야 하므로, 수작업성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 접착성, 내수성, 내마모성 및 내화학성이 우수하면서 수작업성이 뛰어난, 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물을 이용한 건물의 내외부 표면의 코팅 공법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, (a) 코팅 대상 표면을 정리하는 단계, (b) 코팅 대상 표면 상에 제1 코팅 조성물을 도포하는 단계, 및 (c) 상기 제1 코팅 조성물을 경화시키는 단계를 포함하며,
상기 제1 코팅 조성물이 주제부(A), 경화제부(B) 및 첨가제(C)로 구성되거나 또는 주제부(A), 경화제부(B), 첨가제(C) 및 유기용매(D)로 구성되는 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물이며,
상기 주제부(A)는 (A-1) 하기 화학식 1의 구조를 갖는 알리파틱 이소시아네이트 70-90 중량% 및 (A-2) 하기 화학식 2의 구조를 갖는 알콕시실란 변성 이소시아네이트 10-30 중량%를 포함하고,
상기 경화제부(B)는 하기 화학식 3의 구조를 갖는 아스파틱 아민 화합물로 구성되고,
상기 첨가제(C)는 소포제, 평활성 부여제, 커플링제, 흐름 조절제, 및 자외선 안정제 또는 산화방지제를 포함하며,
경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합이 상기 주제부(A) 100 중량부에 대해 100-180 중량부이고, 경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합에 대해 상기 경화제부(B)가 70-95 중량%, 상기 소포제가 0.1-0.5 중량%, 상기 평활성 부여제가 0.1-0.5 중량%, 상기 커플링제가 0.3-2.0 중량%, 흐름 조절제가 0.1-4.0 중량%, 자외선 안정제 또는 산화방지제가 0.2-1.0 중량%로 존재하며,
상기 유기용매(D)가 상기 주제부(A), 경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합 100 중량부에 대해 0 내지 50 중량부 이하로 존재하는, 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물을 이용한 건물의 내외부 표면의 코팅 공법을 제공한다.
Figure pat00001
Figure pat00002
[상기 화학식 2에서, R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수가 1 내지 10인 직쇄 또는 측쇄의 알킬기를 나타내거나 또는 R3와 동일하고, R3는 탄소수가 1 내지 8인 직쇄 또는 측쇄인 알콕시기를 나타내며, n은 1 내지 8의 정수이다.]
Figure pat00003
[상기 화학식 3에서, Y는
Figure pat00004
,
Figure pat00005
및
Figure pat00006
중 어느 하나이거나 이들 중 둘 이상의 혼합이다.]
또한, 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서, 상기 코팅 대상 표면의 기재가 플라스틱, 콘크리트, 석재, 타일 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서, 상기 제1 코팅 조성물 도포 후 및 제1 코팅 조성물 경화 전에, 상기 제1 코팅 조성물로 도포된 표면 상에 제1 디자인을 도포하는 단계, 및 상기 제1 코팅 조성물 경화 후에, 상기 제1 디자인이 도포된 표면 상에 제2 코팅 조성물을 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서, 상기 코팅 대상 표면 정리 후 및 제1 코팅 조성물 도포 전에, 상기 제1 코팅 조성물로 도포될 표면 상에 제1 디자인을 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서, 상기 첨가제(C)가, 경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합에 대해, 안료 또는 펄 3-10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 건물의 내외부 표면의 코팅 공법은, 접착성, 내수성, 내마모성 및 내화학성이 우수하면서 수작업성이 뛰어난 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물을 이용하여, 황변 현상이 실질적으로 발생하지 않으면서 코팅 조성물의 주제부 및 경화제부에 지방족 화합물을 사용하여 디자인의 색상, 질감 및 광택을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 수작업성이 뛰어나기 때문에 건물의 내외부 표면에 맞춤형 디자인을 용이하게 입힐 수 있으며, 나아가 기존의 내외부 표면에 존재하는 디자인을 용이하게 변경할 수 있다.
이하에서는 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 건물의 내외부 표면의 코팅 공법에 이용되는 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물은, 주제부(A), 경화제부(B) 및 첨가제(C)로 구성되거나 또는 주제부(A), 경화제부(B), 첨가제(C) 및 유기용매(D)로 구성되는 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물이다. 상기 주제부(A), 경화제부(B), 첨가제(C) 및 유기용매(D)의 혼합비는 구체적인 성분, 사용 양태 및 작업 조건에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 주제부(A) 100 중량부에 대해 경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합이 100-180 중량부, 바람직하게는 140-160 중량부가 되도록 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 주제부(A)는 (A-1) 하기 화학식 1의 구조를 갖는 알리파틱 이소시아네이트 70-90 중량% 및 (A-2) 하기 화학식 2의 구조를 갖는 알콕시실란 변성 이소시아네이트 10-30 중량%를 포함한다.
<화학식 1>
Figure pat00007
<화학식 2>
Figure pat00008
[상기 화학식 2에서, R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수가 1 내지 10인 직쇄 또는 측쇄의 알킬기를 나타내거나 또는 R3와 동일하고, R3는 탄소수가 1 내지 8인 직쇄 또는 측쇄인 알콕시기를 나타내며, n은 1 내지 8의 정수이다.]
상기 화학식 1의 구조를 갖는 알리파틱 이소시아네이트는 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트 호모폴리머로서, 예를 들어 HDT, DESMODURE N3300, DURANATE TPA-100, HI-100, WANNATE HT-100(이상 상품명)이 사용될 수 있다.
상기 알콕시실란 변성 이소시아네이트는 주제부(A) 100 중량%를 기준으로 10-30 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 알콕시실란 변성 이소시아네이트 함량이 30 중량%를 초과하게 되면, 코팅 조성물 도포 후 도막이 갈라지는 현상이 발생할 수 있고, 10 중량% 미만으로 사용하게 되면, 접착력, 내수성 및 내후성 증가효과가 감소하게 된다.
상기 알콕시실란 변성 이소시아네이트는 알리파틱 이소시아네이트 및 알콕시실란 화합물을 반응시켜 얻을 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1의 구조를 갖는 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트 호모폴리머와 하기 화학식 4의 구조를 갖는 알콕시실란 화합물을 반응시켜 얻을 수 있다.
Figure pat00009
[상기 화학식 4에서, R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수가 1 내지 10인 직쇄 또는 측쇄의 알킬기를 나타내거나 또는 R3와 동일하고, R3는 탄소수가 1 내지 8개인 직쇄 또는 측쇄인 알콕시기를 나타내며, X는 -SH, -NHR4, -(NH-CH2-CH2)m-NHR4 또는 글리시딜을 나타내고, R4는 수소 또는 이소시아네이트 불활성 관능기에 의해 치환된 탄소수가 1 내지 10인 지방족 또는 방향족 탄화수소를 나타내며, m 및 n은 1 내지 8의 정수이다.]
상기 알콕시실란 화합물은, 예를 들어 N-메틸-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-에틸-3-아미노프로필디에톡시메톡시실란, N-에틸-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-에틸-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-부틸-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-(N-메틸-2-아미노-1-메틸-1-에톡시)-프로필트리메톡시실란, N-에틸-4-아미노-3,3-디메틸부틸메톡시실란, N-에틸-4-아미노-3,3-디메틸부틸트리메톡시실란, 3-머캅토프로필실란, N-사이클로헥실-3-아미노메틸프로필디메톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-아닐리노메틸트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 상기 알콕시실란 화합물은 단독으로 또는 둘 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 알콕시실란 변성 이소시아네이트의 합성에 있어, 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트 호모폴리머 100 중량부에 대해 알콕시실란 화합물 27-33 중량부를 약 60-90℃에서 약 2-5시간 동안 반응시킬 수 있다.
상기 경화제부(B)는 하기 화학식 3의 구조를 갖는 아스파틱 아민 화합물로 구성된다.
<화학식 3>
Figure pat00010
[상기 화학식 3에서, Y는
Figure pat00011
,
Figure pat00012
및
Figure pat00013
중 어느 하나이거나 이들 중 둘 이상의 혼합이다.]
상기 아스파틱 아민 화합물은 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물의 시공시 가사시간을 조절하고, 코팅의 경도를 향상시킨다. 상기 아스파틱 아민 화합물로 구성되는 경화제부(B)의 함량은 경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합에 대해 70-95 중량%가 바람직하며, 70 중량% 미만으로 사용하게 되면, 인장강도 및 경도가 저하될 수 있다.
상기 아스파틱 아민 화합물로는 예를 들어 DESMOPHEN NH-1220, NH-1420, NH-1520(이상 상품명)이 사용될 수 있다.
상기 첨가제(C)는 소포제, 평활성 부여제, 커플링제, 흐름 조절제, 및 자외선 안정제 또는 산화방지제를 포함할 수 있다.
상기 소포제는 코팅 조성물에 소포 기능을 부여한다. 소포제의 함량은 경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합에 대해 0.1-0.5 중량%가 바람직하다. 상기 소포제로는, 예를 들어 BYK-054, BYK-066N, BYK-535, BYK-2020, EFKA-2290(이상 상품명) 등이 사용될 수 있다.
상기 평활성 부여제는 코팅 조성물의 평탄성을 증가시킨다. 평활성 부여제의 함량은 경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합에 대해 0.1-0.5 중량%가 바람직하다. 상기 평활성 부여제로는, 예를 들어 BYK-306, BYK-320, BYK-333, EFKA ATF-2(이상 상품명) 등이 사용될 수 있다.
상기 커플링제는 주제부(A)의 알콕시실란 변성 이소시아네이트와 커플링하여 접착을 증진시키는 역할을 한다. 커플링제의 함량은 경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합에 대해 0.3-2.0 중량%가 바람직하다. 상기 커플링제로는, 예를 들어 Z-6300, Z-6070, A-151, A-171(이상 상품명) 등이 사용될 수 있다.
상기 흐름 조절제는 코팅 조성물의 점도 및 흐름성을 조절하는데 사용된다. 흐름 조절제의 함량은 경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합에 대해 0.1-4.0 중량%가 바람직하며, 4.0 중량%를 초과하게 되면 도막이 소광되어 광택이 줄어들 수 있다. 상기 평활성 부여제로는, 예를 들어 Aerosil 200, HDK H-15(이상 상품명) 등이 사용될 수 있다.
상기 자외선 안정제 또는 산화방지제는 도막의 황변 현상을 억제한다. 본 발명의 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물은 종래의 에폭시 수지나 폴리우레아와는 다르게 주제부(A) 및 경화제부(B) 양쪽에 알리파틱 계통의 물질을 사용하여, 황변이 거의 발생하지 않지만, 추가적인 자외선 안정제의 사용으로 장시간 경과 후에도 변색 및 황변이 발생하지 않게 한다. 자외선 안정제 또는 산화방지제의 함량은 경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합에 대해 0.2-1.0 중량%가 바람직하며, 0.2 중량% 미만으로 사용하게 되면, 도막의 내후성에 미치는 영향이 거의 없고, 1.0 중량%를 초과하는 경우 도막의 내후성에는 큰 변화가 없으므로 경제적인 효율성이 떨어진다. 상기 자외선 안정제 또는 산화방지제로는, 예를 들어 TINUVIN B7, TINUVIN 292, 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀(BHT), ZIKA-UVS3, Irganox 1010(이상 상품명) 등이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서, 상기 첨가제(C)가, 경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합에 대해, 안료 또는 펄 3-10 중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 안료 또는 펄로는 세라믹 파우더, 메탈릭 글리터 파우더, 황토 파우더, 합성운모펄, 글라스펄 등을 기재로 한 효과 안료 또는 펄을 미관을 아름답고 화려하게 만들기 위해 사용될 수 있다. 또한, 백색, 금색, 은색, 적색, 청색, 초록색, 검정색, 회색, 주황색, 파랑색 등 원하는 색상의 안료를 선택하여 사용할 수 있으며, 반짝임 효과를 내기 위해 메탈릭 글리터 파우더, 합성운모펄, 글라스펄 등을 기재로 사용할 수 있다. 예를 들어, 메탈릭 글리터 파우더로는 White KR-21(이상 상품명)이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 코팅 조성물은 상기한 주제부(A), 경화제부(B) 및 첨가제(C)에 유기용매(D)를 상기 주제부(A), 경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합 100 중량부에 대해 0 내지 50 중량부 이하가 되도록 혼합하여 사용할 수 있다. 유기용매(D)는 코팅 조성물의 흐름성 및 작업성을 향상시키기 위해 사용된다. 유기용매(D)로는 휘발성 유기화합물로서 코팅 조성물에 통상적으로 사용되는 용매라면 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어 톨루엔, 자일렌, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 에틸 아세테이트 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 코팅 공법은 바닥, 벽, 욕조, 싱크대 등과 같은 건물의 내외부에 존재하는 표면을 대상으로 한다. 콘크리트, 목재, 석재, 철골, 대리석, 플라스틱, 테라조(terrazzo), 세라믹, 금속판, 합성수지, 타일, 벽돌 등과 같은 다양한 기재가 본 발명의 코팅 공법의 대상 표면이 될 수 있다. 플라스틱으로는 예를 들면 PVC(폴리비닐클로라이드), PLA(폴리락트산), PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 등을 들 수 있다. 또한, 타일로는 일반적인 세라믹 타일뿐만 아니라 아스타일(astile), 플라스틱 타일(예: PVC 타일) 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서, 상기 코팅 대상 표면의 기재가 플라스틱, 콘크리트, 석재, 타일 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 건물의 내외부 표면의 코팅 공법은, (a) 코팅 대상 표면을 정리하는 단계, (b) 코팅 대상 표면 상에 제1 코팅 조성물을 도포하는 단계, 및 (c) 상기 제1 코팅 조성물을 경화시키는 단계를 포함한다.
코팅 대상 표면 정리 단계(a)는 코팅 대상 표면을 평탄하게 하고 이물질이 존재하는 경우 이를 제거하는 것을 포함한다. 예를 들어, 돌출된 곳은 샌드페이퍼 폴리싱이나 그라인딩 등과 같은 과정으로 갈아내고 오목하거나 균열이 발생한 부분은 모르타르, 실란트, 수지 등으로 메우며, 이물질은 헝겊 또는 브러시로 닦아 내거나 에어, 물 등을 분사하여 제거할 수 있다.
또한, 코팅 대상 표면 정리 단계(a)는 코팅 대상 표면과 코팅재와의 접착력을 향상시키거나 코팅 대상 표면을 강화시키기 위해 코팅 대상 표면 상에 프라이머와 같은 표면 전처리제를 도포하는 것을 포함할 수 있다.
제1 코팅 조성물 도포 단계(b)는 정리된 코팅 대상 표면 상에 이미 상술한 바와 같은 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물을 도포하는 것을 포함한다.
제1 코팅 조성물 경화 단계(c)는 코팅 대상 표면에 도포된 제1 코팅 조성물을 예를 들어 자연 경화시키는 것을 포함한다. 본 발명의 코팅 조성물은 알리파틱 이소시아네이트와 아스파틱 아민의 느린 반응성으로 수작업이 가능한 가사시간을 확보할 수 있다. 코팅 대상 표면에 디자인을 입히는 경우 더 유리할 수 있으며, 획일적이지 않은 맞춤형 디자인을 건물의 내외부 표면에 입힐 수도 있다.
본 발명에 따른 일 실시형태에서, 상기 제1 코팅 조성물 도포 후 및 제1 코팅 조성물 경화 전에, 상기 제1 코팅 조성물로 도포된 표면 상에 제1 디자인을 도포하는 단계, 및 상기 제1 코팅 조성물 경화 후에, 상기 제1 디자인이 도포된 표면 상에 제2 코팅 조성물을 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 디자인 도포 단계는 코팅 조성물이 도포된 코팅 대상 표면에 원하는 디자인이 표시된 디자인 원단을 위치시키거나 또는 디자인 몰드를 사용하여 원하는 디자인을 전사하는 것을 포함한다.
디자인 원단으로는 예를 들어 번아웃, 망사, 샤, 폴리(예: 폴리에스테르), 나일론, 광목, 부직포, 비닐, 전사원단, 스크린원단 등을 사용할 수 있다.
디자인 몰드를 사용한 디자인 전사는, 예를 들어 다음과 같은 과정으로 진행될 수 있다. 디자인 몰드를 원하는 위치에 배치시키고, 디자인 몰드와 코팅 대상 표면이 밀착되지 않게 예를 들어 동전 높이 정도로 공간을 띄우고, 디자인 몰드 위에 예를 들어 수성 아크릴 물감이나 잉크 등을 짜 놓고, 디자인 크기에 맞는 스퀴지 등을 이용해 디자인을 코팅 대상 표면으로 전사시킨다. 여기서 디자인 몰드로는 예를 들어 디자인 판과 분리될 수 있는 알루미늄 몰드를 사용할 수 있다.
제2 코팅 조성물은 주제부(A), 경화제부(B) 및 첨가제(C)로 구성되거나 또는 주제부(A), 경화제부(B), 첨가제(C) 및 유기용매(D)로 구성되는 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물이며, 상기 제2 코팅 조성물의 주제부(A), 경화제부(B), 첨가제(C) 및 유기용매(D)의 성분 및 함량 범위는 제1 코팅 조성물과 동일하며, 제2 코팅 조성물은 제1 코팅 조성물과 동일하거나 상이할 수 있다.
제2 코팅 조성물 도포 단계는, 제1 코팅 조성물과 동일하거나 서로 상이할 수 있는 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물을 상기 제1 디자인이 도포된 표면 상에 도포하는 것을 포함하며, 그 후 제2 코팅 조성물은 예를 들어 자연 경화시킬 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시형태에서, 상기 코팅 대상 표면 정리 후 및 제1 코팅 조성물 도포 전에, 상기 제1 코팅 조성물로 도포될 표면 상에 제1 디자인을 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 제1 디자인의 도포는 상술한 바와 같이 제1 디자인이 표시된 디자인 원단을 상기 제1 코팅 조성물로 도포된 표면 상에 위치시키거나 또는 디자인 몰드를 사용하여 제1 코팅 조성물로 도포된 표면 상에 제1 디자인을 전사하는 것을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 코팅 공법은 제1 디자인과 동일하거나 상이한 제2 디자인을 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 디자인 도포 후 및 제1 코팅 조성물 경화 전에 제2 디자인을 도포하거나, 또는 제2 코팅 조성물을 사용하는 경우에는 제2 코팅 조성물 도포 후 및 제2 코팅 조성물 경화 전에 제2 디자인을 도포할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예와 비교예의 설명을 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과한 것으로 이에 의해 본 발명의 범위가 축소되거나 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
알콕시실란 변성 이소시아네이트의 합성
헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트 호모폴리머(상품명: HDT, Vencorex) 90.6 중량% 및 N-메틸-3-아미노프로필트리메톡시실란 9.4 중량%을 반응온도 65-70℃에서 3시간 동안 유리 NCO가 17.62%에 도달할 때까지 합성시켜 알콕시실란 변성 이소시아네이트(AMR-100R)를 제조하였다.
무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물의 제조
하기 표 1과 같이 주제부(A), 경화제부(B) 및 첨가제(C)를 배합하여 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물 제조하였다.
Figure pat00014
무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물의 도막 성능 평가
하기 표 2는 상기 표 1의 조성대로 제조한 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물의 물성을 평가한 결과를 나타낸 것이다. 비교예 1은 현재 자사에서 판매하고 있는 일반적인 에폭시 수지 코팅 조성물(HEC-500RH)을 사용하였고, 비교예 2는 바닥 코팅재로 사용하고 있는 폴리우레아 제품(HSC-D50PR)을 사용하였다.
주제부, 경화제부 및 첨가제를 배합비에 맞추어 교반기로 300 rpm에서 1분간 혼합 교반한 후, 폴리에틸렌(PE) 판에 약 1 mm의 두께로 도막을 만든 후 온도 25℃, 습도 60%의 항온항습기에서 7일간 양생하고, 가사시간, 인장강도, 신장율, 접착강도, 경도, 내마모도, 변색안정성, 내오염성 등을 측정하였다.
구체적으로, 만능인장시험기를 이용하여 KS F 4922 시험방법으로 인장강도와 신장율을, KS L 1592 방법으로 접착강도를 측정하였다. Shore D 경도계를 이용하여 ASTM D2240 방법으로 경도를 측정하고, ASTM D4060-10(H22 wheel, 9.8N load, 1000 cycle)의 방법으로 도막의 감소된 중량을 측정하였다. 변색안정성은 ASTM G154-12(UVA-340 Lamp, 4 hr UV, 4 hr Condensation, total 1000 hr) 방법으로 1000시간 자외선에 노출한 후, 변색 및 황변 현상이 나타나는지 여부를 관찰하였다. 가사시간은 작업이 가능한 시간을 측정하였다.
Figure pat00015
상기 결과를 통하여 본 발명의 코팅 조성물의 접착강도, 인장강도 등이 기존의 에폭시 수지 또는 폴리우레아와 동등 내지 그 이상의 우수한 물성을 가지는 것을 알 수 있다.
신장율에 있어서도 비교예 1의 에폭시 수지 조성물보다 적게는 3배에서 많게는 9배 이상 향상된 결과를 얻을 수 있었는데, 이는 건물의 충격, 진동 또는 크랙에 의해 도막이 손상될 위험성을 내재하고 있는 에폭시 수지 조성물보다 더 높은 탄성으로 인해 충격 및 진동에 의한 도막의 손상을 방지할 수 있어 내구성이 훨씬 향상된 것임을 알 수 있다.
비교예 2의 일반적인 폴리우레아 조성물의 경우에는 빠른 경화속도로 인해 폴리우레아 전용 도장 기계를 사용하여야 하나, 본 발명의 코팅 조성물의 경우에는 알리파틱 이소시아네이트와 아스파틱 아민 화합물의 느린 반응성으로 20분 이상의 가사시간을 확보할 수 있어 수작업성이 뛰어남을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 폴리아스파틱 우레아 코팅 조성물은 알리파틱 구조로 인하여 방향족 폴리우레아나 비스페놀 구조의 에폭시 수지보다 장기간의 자외선 노출에도 표면의 변색이나 황변이 일어나지 않음을 확인할 수 있다.

Claims (6)

  1. (a) 코팅 대상 표면을 정리하는 단계,
    (b) 코팅 대상 표면 상에 제1 코팅 조성물을 도포하는 단계, 및
    (c) 상기 제1 코팅 조성물을 경화시키는 단계
    를 포함하며,
    상기 제1 코팅 조성물이 주제부(A), 경화제부(B) 및 첨가제(C)로 구성되거나 또는 주제부(A), 경화제부(B), 첨가제(C) 및 유기용매(D)로 구성되는 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물이며,
    상기 주제부(A)가 (A-1) 하기 화학식 1의 구조를 갖는 알리파틱 이소시아네이트 70-90 중량% 및 (A-2) 하기 화학식 2의 구조를 갖는 알콕시실란 변성 이소시아네이트 10-30 중량%를 포함하고,
    상기 경화제부(B)가 하기 화학식 3의 구조를 갖는 아스파틱 아민 화합물로 구성되고,
    상기 첨가제(C)가 소포제, 평활성 부여제, 커플링제, 흐름 조절제, 및 자외선 안정제 또는 산화방지제를 포함하며,
    경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합이 상기 주제부(A) 100 중량부에 대해 100-180 중량부이고, 경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합에 대해 상기 경화제부(B)가 70-95 중량%, 상기 소포제가 0.1-0.5 중량%, 상기 평활성 부여제가 0.1-0.5 중량%, 상기 커플링제가 0.3-2.0 중량%, 흐름 조절제가 0.1-4.0 중량%, 자외선 안정제 또는 산화방지제가 0.2-1.0 중량%로 존재하며,
    상기 유기용매(D)가 상기 주제부(A), 경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합 100 중량부에 대해 0 내지 50 중량부 이하로 존재하는, 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물을 이용한 건물의 내외부 표면의 코팅 공법.
    <화학식 1>
    Figure pat00016

    <화학식 2>
    Figure pat00017

    [상기 화학식 2에서, R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수가 1 내지 10인 직쇄 또는 측쇄의 알킬기를 나타내거나 또는 R3와 동일하고, R3는 탄소수가 1 내지 8인 직쇄 또는 측쇄인 알콕시기를 나타내며, n은 1 내지 8의 정수이다.]
    <화학식 3>
    Figure pat00018

    [상기 화학식 3에서, Y는
    Figure pat00019
    ,
    Figure pat00020
    및
    Figure pat00021
    중 어느 하나이거나 이들 중 둘 이상의 혼합이다.]
  2. 제1항에 있어서, 상기 코팅 대상 표면의 기재가 플라스틱, 콘크리트, 석재, 타일 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 건물의 내외부 표면의 코팅 공법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코팅 조성물 도포 후 및 제1 코팅 조성물 경화 전에, 상기 제1 코팅 조성물로 도포된 표면 상에 제1 디자인을 도포하는 단계, 및
    상기 제1 코팅 조성물 경화 후에, 상기 제1 디자인이 도포된 표면 상에 제2 코팅 조성물을 도포하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제1 디자인의 도포가, 제1 디자인이 표시된 디자인 원단을 상기 제1 코팅 조성물로 도포된 표면 상에 위치시키거나 또는 디자인 몰드를 사용하여 제1 코팅 조성물로 도포된 표면 상에 제1 디자인을 전사하는 것을 포함하고,
    상기 제2 코팅 조성물이 주제부(A), 경화제부(B) 및 첨가제(C)로 구성되거나 또는 주제부(A), 경화제부(B), 첨가제(C) 및 유기용매(D)로 구성되는 무황변 폴리아스파틱 우레아 함유 코팅 조성물이며, 상기 제2 코팅 조성물의 주제부(A), 경화제부(B), 첨가제(C) 및 유기용매(D)의 성분 및 함량 범위는 제1 코팅 조성물과 동일하며, 제2 코팅 조성물이 제1 코팅 조성물과 동일하거나 상이할 수 있는 것인, 건물의 내외부 표면의 코팅 공법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코팅 대상 표면 정리 후 및 제1 코팅 조성물 도포 전에, 상기 제1 코팅 조성물로 도포될 표면 상에 제1 디자인을 도포하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제1 디자인의 도포가, 제1 디자인이 표시된 디자인 원단을 상기 제1 코팅 조성물로 도포된 표면 상에 위치시키거나 또는 디자인 몰드를 사용하여 제1 코팅 조성물로 도포된 표면 상에 제1 디자인을 전사하는 것을 포함하는, 건물의 내외부 표면의 코팅 공법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 첨가제(C)가, 경화제부(B) 및 첨가제(C)의 총 합에 대해, 안료 또는 펄 3-10 중량%를 포함하는, 건물의 내외부 표면의 코팅 공법.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 제1 디자인과 동일하거나 상이한 제2 디자인을 도포하는 단계를 더 포함하는, 건물의 내외부 표면의 코팅 공법.
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